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RÉSUMÉ
Le principe de la suralimentation pour les moteurs alternatifs consiste à augmenter la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion par élévation de la masse volumique de l'air à l'admission. Le but est d'augmenter la puissance spécifique (puissance par litre de cylindrée moteur) et également les puissances volumique et massique (puissance par décimètre cube ou kilogramme de moteur). Pour cela, une compression préalable est effectuée avant l'introduction de l'air dans la chambre de combustion. Parmi les différents procédés existants, la suralimentation volumétrique est caractérisée par l'utilisation d'une machine volumétrique (ou pompe à air) entraînée mécaniquement par le moteur, dont le débit-volume théorique aspiré est proportionnel au régime (débit-volume aspiré par tour constant).
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-
Marc SOLER : Titulaire du DEA « Conversion de l'énergie » de l'université Paris VI – option Thermique moteur - Responsable avant-projets moteur – PSA – direction Recherche et ingénierie avancée
INTRODUCTION
Le principe de la suralimentation pour les moteurs alternatifs consiste à augmenter la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion par élévation de la masse volumique de l'air à l'admission dans le but d'augmenter la puissance spécifique (puissance par litre de cylindrée moteur) et également les puissances volumique et massique (puissance par décimètre cube ou kilogramme de moteur).
Pour cela, une compression préalable est effectuée avant l'introduction de l'air dans la chambre de combustion.
Parmi les différents procédés existants, la suralimentation volumétrique est caractérisée par l'utilisation d'une machine volumétrique (ou pompe à air) entraînée mécaniquement par le moteur, dont le débit-volume théorique aspiré est proportionnel au régime (débit-volume aspiré par tour constant).
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3. Étude théorique du compresseur volumétrique
3.1 Rappels de thermodynamique
3.1.1 Notion de gaz parfaits – gaz réels
Le gaz parfait est un modèle thermodynamique qui a été développé au XIX e siècle à partir de la constatation que tous les gaz tendent vers un même comportement à pression suffisamment basse, quelle que soit la nature chimique du gaz.
Ce modèle décrit le comportement de tous les gaz réels à basse pression et permet d'établir une relation entre la pression, le volume et la température indépendamment de la nature du gaz. Cette relation est appelée loi de Mariotte (ou loi des gaz parfaits) :
avec :
- T :
- température thermodynamique,
- r :
- constante des gaz parfaits,
- v :
- volume massique.
En première approximation, dans des conditions habituelles de température et pression, de nombreux gaz réels vérifient le modèle du gaz parfait. C'est notamment le cas de l'air, du dioxygène, du diazote.
HAUT DE PAGE3.1.2 Chaleurs spécifiques isobare et isochore
On appelle chaleur spécifique ou chaleur thermique massique la capacité calorifique par unité de masse d'une substance ou d'un système homogène. Elle est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un degré la température de l'unité de masse d'une substance. On définit habituellement les chaleurs spécifiques pour les transformations isobare (à pression constante) et isochore (à volume constant) :
-
à volume constant :
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - TAYLOR (C.F.) - The internal combustion engine in theory and practice (Théorie et pratique du moteur à combustion interne). - The MIT Press-Cambridge-Massachusetts, vol. 1, chap. 10.
-
(2) - KLING (R.) - Thermodynamique générale et applications. - Éd. Technip, Paris.
-
(3) - UTHOFF (L.H.) - Supercharger versus turbocharger in vehicle applications (Suralimentation volumétrique et turbosuralimentation dans les applications véhicules). - SAE, no 870704.
-
(4) - KIYOTA (Y.) - Development of supercharged V 6 engine (Développement d'un moteur V 6 à suralimentation volumétrique). - JSAE Review, vol. 10, no 1, janv. 1989.
-
(5) - CAUSSIN (J.L.) - Compresseur volumétrique Roots à rapport d'entraînement variable réalisé en matériaux composites. - SAE, no 870732.
-
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